Cálculo de la sensibilidad de los auriculares
El parámetro esencial es la sensibilidad del conductor, generalmente expresada en el nivel de presión de sonido (dB) por vatio de electricidad (dB SPL / W), medida por el equipo de prueba a 1 m. Normalmente, este parámetro es sensible a la frecuencia.
En el caso de los auriculares en su comentario, dan la especificación "90 dB SPL a 0.13 mW". Como la mayoría de las especificaciones en la industria de la electrónica de audio, omiten detalles de las condiciones de prueba. No nos dan el rango de frecuencia o la distancia a la que se tomó esta medida. Normalmente, este parámetro se proporciona con un dispositivo de grabación a 1 m, pero por razones que explicaré, es bastante claro que no fue el caso aquí.
Por ahora, supongamos que midieron esto a 4.5 cm, permitiendo 1 cm entre el conductor y el oído externo, y 3.5 cm para la profundidad promedio del canal auditivo en adultos. Llamémoslo SPL de 90 dB a 0,13 mW, 0,045 m, probablemente a 1 kHz, pero ignoraremos los efectos de la frecuencia.
El sonido se atenúa de acuerdo con una ley del cuadrado inverso. Podemos calcular el factor de atenuación en dB como 20 log (0.045 / 1) = –27 dB. Los decibeles son logaritmos, por lo que sumarlos / restarlos es una multiplicación / división de la cantidad real.
Resta nuestra atenuación de –27 dB, ahora sabemos que:
$$
90 \ space \ mathrm {dB} \ space \ mathrm {SPL} @ 0.13 \ space \ mathrm {mW}, \ space0.045 \ space \ mathrm {m} = 63 \ space \ mathrm {dB} \ space \ mathrm { SPL} @ 0.13 \ space \ mathrm {mW}, \ space1.0 \ space \ mathrm {m}
$$
0.13 mW se convierte a –9.9 dBm o –39.9 dBW. Para eliminar el componente "0.13 mW" de esta sensibilidad no estándar, restamos este factor negativo, o más bien lo agregamos, dando así:
$$
63 \ space \ mathrm {dB} \ space \ mathrm {SPL} @ 0.13 \ space \ mathrm {mW}, \ space1.0 \ space \ mathrm {m} = 103 \ space \ mathrm {dB} \ space \ mathrm { SPL / W} \ espacio @ \ espacio1.0 \ espacio \ mathrm {m}
$$
Una sensibilidad estandarizada de 103 dB SPL / W a 1 m convierte a una eficiencia del 12%. Esta sensibilidad y eficiencia son razonables para un conjunto de latas de high end y probablemente sean típicas de los auriculares. Los dispositivos acústicos son, digamos, rotundamente ineficientes. Recuerda que cuando un político ruidoso habla sobre algo.
La eficiencia es tan baja, tal vez la industria prefiera no hablar de eso. Muchos altavoces pueden estar alrededor de 80-90 dB SPL / W a 1 m, con una eficiencia por debajo del 1%. La sensibilidad es el parámetro de interés, porque nuestra percepción de la sonoridad es aproximadamente logarítmica, y permite una ecuación simple de la sensibilidad del altavoz (dB) + ganancia del amplificador (dB) = sonoridad (dB). A partir de ahí, usted determina la cantidad de altavoz y amplificador que necesita para alcanzar el volumen deseado.
Calculando la eficiencia desde la sensibilidad
La conversión es simplemente:
Eficiencia = 10 ^ ((Sensibilidad en dB - 112) / 10)
La escala dB SPL es una escala relativa, con 0 dB SPL definido como 20 µPa de presión de sonido o equivalente, 1 pW de acústico poder .
¿Cómo sabemos que no midieron 90 dB SPL a 0.13 mW, 1.0 m? Eso se convierte a 130 dB SPL / W, o alrededor de un 63% de eficiencia. Los controladores más sensibles tienen solo un 20% de eficiencia.
Caveats
La mala concordancia entre la impedancia reducirá la transferencia de potencia del amplificador a los auriculares. Como es habitual, lo ideal es que la impedancia de salida del amplificador sea igual a la impedancia de entrada del controlador.
La impedancia también es sensible a la frecuencia.